造粒プロセス
造粒では、微細な粉末や小さな粒子から粒子サイズを大きくすることで、より大きな粒子（顆粒）が形成されます。通常、その目的は、流動性、投与性、粉塵の発生、場合によっては溶解性や放出性を改善することです。主に、湿式造粒、乾式造粒、流動層造粒が区別されます。
湿式造粒では、粉末を造粒液（通常は水または水性結合剤溶液）で湿らせ、機械的な撹拌により凝集させます。これにより湿式造粒物が生成され、その後乾燥され、必要に応じて目標粒子サイズに分類または粉砕されます。代表的な装置としては、高剪断ミキサー/造粒機、造粒ミキサー、または流動層造粒機があります。
乾式造粒では、液体は添加されません。粉末は、ローラーコンパクターまたは大型錠剤プレス機によって圧縮されます。圧縮された材料は、その後粉砕され、ふるい分けられます。この方法は、製品が湿気や高温に敏感な場合に使用されます。 流動層造粒では、流動化、噴霧、乾燥のプロセスが、多くの場合、1台の装置で組み合わされます。流動化された粒子に結合剤が噴霧され、生成された凝集塊は直接乾燥されます。造粒プロセスは、製薬、食品、化学、肥料業界で広く使用されています。これは、粉末製造と、錠剤化、押出、コーティング、直接圧縮などの後続の工程との中間段階となります。
合体による粒子成長。複数の一次粒子が凝集体を形成します。総体積は個々の体積の合計に相当します。
V_A = n · V_P
球形の凝集体は、粒子数の3乗に比例して成長します。したがって、大きな直径には多くの一次粒子が必要となります。
d_A = d_P · n^(1/3)
- VA = アグリゲートの体積
- VP = 一次粒子の体積
- dA = アグリゲート径
- dP = 一次粒子径
- n = 一次粒子数
凝集物には空隙が含まれています。これらは強度と密度に影響を与えます。多孔性は次のように計算されます。
ε = 1 - (ρ_A / ρ_S):
- ε = 多孔性
- ρA = 見かけの凝集密度
- ρS = 物質密度